Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Зависимость среднего диаметра синтезированных УНТ от толщины пленки. Стрелкой показана точка максимального относительного выхода двухслойных УНТ

Высокий лес двухслойных нанотрубок заданного диаметра

Ключевые слова:  CVD, периодика, углеродные нанотрубки

Опубликовал(а):  Кушнир Сергей Евгеньевич

28 декабря 2006

Не вызывают сомнений перспективы использования углеродных нанотрубок (УНТ) в электронике, электрохимии, для создания новых сверхпрочных материалов. Проблема - в разработке сравнительно недорогих и высокоэффективных технологий получения УНТ с заданными характеристиками и в больших количествах. Усилия разработчиков сосредоточены на методе химического осаждения паров (CVD), основанном на термическом разложении углеродосодержащих газов на поверхности металлического катализатора. Катализатором процесса используют наночастицы таких металлов, как железо, никель, кобальт. В результате получают <лес> вертикально ориентированных многослойных нанотрубок, разброс диаметров которых соответствует разбросу размеров частиц металлического катализатора. Попытки уменьшить этот разброс наталкиваются на технологические трудности получения металлических частиц одинаковых размеров.

Недавно группа японских исследователей во главе с первооткрывателем нанотрубок С.Иджимой нашла способ преодоления указанных трудностей. Способ основан на обнаруженной авторами связи между толщиной металлической пленки, используемой в качестве катализатора, и средним диаметром синтезируемых нанотрубок. Тем самым возникает возможность получать нанотрубки требуемого диаметра просто в результате изменения толщины металлической пленки. В эксперименте при выращивании УНТ использовали 11 пленок железа различной толщины в диапазоне от 0.8 до 1.9нм.

Пленки железа напыляли на кремниевую подложку размером 20х20мм2, покрытую слоем Al2O3 толщиной 30нм. В результате нагрева однородная металлическая пленка превращается в слой упорядоченных частиц железа, размер которых соответствует толщине пленки. Таким образом формируются однородные по размеру частицы катализатора. В качестве источника углерода использовали этилен. Для повышения срока службы и эффективности катализатора к этилену добавляли небольшое количество паров воды.

Зависимость среднего диаметра синтезированных УНТ от толщины пленки близка к линейной, что подтверждает возможность получения УНТ заданного диаметра выбором нужной толщины пленки катализатора. Три области изменения толщины пленки, отмеченные на рисунке фигурными скобками, соответствуют преобладанию однослойных УНТ (левая область), комбинации однослойных и двухслойных УНТ (центральная область) и преобладанию двухслойных УНТ определенного диаметра (правая область). Максимальный выход двухслойных УНТ наблюдается при толщине пленки катализатора 1.69нм и составляет ~ 85%.

Типичная длина УНТ, синтезируемых при использовании CVD метода, составляет несколько микрон. Согласно общепринятым представлениям о механизме роста УНТ, основной фактор, препятствующий дальнейшему росту нанотрубок, связан с отравлением катализатора, эффективность действия которого снижается по мере роста УНТ. При добавлении паров воды, которая, по предположению авторов, предотвращает окисление поверхности катализатора, продолжительность эффективной работы катализатора возрастает настолько, что длина синтезируемых нанотрубок достигает величины 2.2мм (т. е. возрастает почти на три порядка в сравнении с полученными традиционным методом). Этот результат также создает серьезные предпосылки для массового производства нанотрубок как основы для новых сверхпрочных материалов.


Источник: ПерсТ




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Золотые кружева
Золотые кружева

Конференции 2020-го: планы на первое полугодие
План по мероприятиям на первое полугодие 2020-го

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Британский крест китайских ученых: элемент памяти на новом типе доменной структуры в FeRh.Волокна из углеродных нанотрубок помогут сердцу. Фуллерены для стабилизации азотного топлива. International Quantum Complex Matter Conference 2020 (QCM2020).

На ВДНХ в Москве отметят День российской науки
День российской науки отпразднуют на ВДНХ в Москве 8 и 9 февраля. Инновационно-образовательный комплекс «Техноград» на ВДНХ приглашает москвичей и гостей столицы отпраздновать «День науки». Гостей ожидают бесплатные мастер-классы, знакомство с инновациями в биомедицине и достижениями нейронаук, занимательные уроки и многое другое.

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2020 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.